KR20040056163A - 용융도금포트 상부에서 이송강판의 폭반곡 및 패스라인동시교정을 위한 자동제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 갭센서를 이용하여 용융도금설비의 아연포트에서 싱크롤의 굽힘에 의해 발생되는 강판의 반곡변형 및 패스라인 이탈정도를 측정하고 변형방지롤과 교정롤을 유동시켜 이를 교정할 수 있도록 한 용융도금포트 상부에서 이송강판의 패스라인 및 반곡변형 조정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 용융아연도금된 강판이 지나가는 패스라인의 에어나이프 하방 인접측에 설치된 구동모터와; 상기 구동모터의 회전축에 고정된 스크류샤프트와; 상기 스크류샤프트를 따라 이동가능하게 치합된 가이드블럭과; 상기 가이드블럭에 고정되어 좌우이동가능하게 배설된 교정롤 및 변형방지롤을 포함하여 구성되는 패스라인 및 반곡변형 조정장치를 구비한 후 에어나이프의 상방에 설치된 갭센서를 통해 강판과 정상적인 패스라인과의 이탈량을 측정하는 제1과정과; 상기 이탈량에 따라 각 구동모터를 정역회전시키면서 교정롤 및 변형방지롤를 좌우로 유동시키는 제2과정과; 상기 제2과정을 수차례 반복하면서 반곡이 제로지점에 수렴되는 설정된 한계반복까지 교정한 후 그 지점에서 구동모터의 구동을 정지시키는 제3과정을 통해 조정하도록 한 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명은 용융도금설비의 포트내 교정롤과 변형방지롤을 유동시켜 조절함으로써 강판에 나타나는 반곡 및 패스라인의 이탈을 교정할 수 있게 되고, 이로 인해 도금편차를 줄일 수 있게 된다.

Description

용융도금포트 상부에서 이송강판의 폭반곡 및 패스라인 동시교정을 위한 자동제어장치 및 그 방법{AUTOMATIC CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR MINIMIZING C-CURVATURE AND L-CURVATURE OF STRIP AT AIR KNIFE}

본 발명은 갭센서를 이용하여 용융도금설비의 아연포트에서 싱크롤의 굽힘에 의해 발생되는 강판의 반곡변형 및 패스라인 이탈정도를 측정하고 변형방지롤과 교정롤을 유동시켜 이를 교정할 수 있도록 한 용융도금포트 상부에서 이송강판의 패스라인 및 반곡변형 조정장치 및 그 방법에 관한 것이다.

연속용융도금설비는 냉연/표면처리설비의 하나로서 강판의 표면에 아연용융액을 도포시키는 설비로서, 도 1에 나타낸 바와같이, 강판(1)을 아연이 녹아있는 포트(2)에 침적 통과시키므로써 이루어진다.

이때, 강판(1)은 연속적으로 이송되며, 포트(2) 상부로부터 강판(1)이 아연 용융면으로 진입하고 싱크롤(3)에 감겨 방향전환된 후 상부의 교정롤(4) 및 변형방지롤(5)을 거쳐 다시 용융면 밖으로 출수된다.

여기에서, 용융도금액 탕면에 가깝게 위치한 변형방지롤(5)은 강판(1)의 진동을 억제하기 위하여 설치되며, 교정롤(4)은 강판(1)의 반곡(curvature)을 제거하기 위하여 설치된다.

이 과정에서 강판표면에 아연 용융액이 자연 도포되는데 이와같은 자연적으로 부착(도금)된 표면은 융융 도금두께 측면에서 일정하지 않으며 도금무늬도 불균일하게 된다.

따라서, 도금 출수면 상부 일정위치에 에어나이프(6)를 설치하여 도금층의 두께를 소정의 설정치로 재단하고 무늬를 균일하게 만든다. 이때, 용융도금층을 설정한 두께로 재단하기 위하여 에어나이프(6) 위치에서 강판(1)이 완전 평면형상을 유지하는 것이 중요하다.

그런데, 도 2와 같이, 일정 두께의 강판(1)이 일정 직경의 롤(R)에 의하여 굽힘을 당하게 되면 강판(1)에 대하여 폭방향 및 길이방향으로 다소의 변형이 수반된다.

이때, 폭방향으로 생기는 C-형태의 변형을 C-반곡(gutter)이라고 하고, 길이방향으로 생기는 L-형태의 변형을 L-반곡(curl)이라고 칭한다.

상기 용융도금 포트(2)에서도 강판(1)이 싱크롤(3)에 의하여 굽힘을 받고, 또한 변형방지롤(5)에 대하여 굽힘을 받을때, 불가피하게 전술한 변형이 수반된다.

즉, 싱크롤(3)에 의하여 굽힘을 받으면 강판에는 C-반곡 및 L-반곡이 생성된다.

그리고, 강판은 길이방향 또는 이송방향에 대하여 일정한 장력이 작용하므로 연질재 또는 박판재에 대하여 L-반곡은 표면적으로 나타나지 않는 반면 고강도재 또는 두꺼운 판재에 대하여는 강판의 강성(Stiffness) 때문에 길이방향의 L-반곡이 발생하게 된다.

이러한, L-반곡은 도 3과 같이 강판의 패스라인을 변화시키게 된다.

또한, 폭방향으로는 외력이 작용하지 않고 자유롭기 때문에 롤들을 통과하면서 일정량의 C-반곡이 외관상으로도 나타나게 된다.

따라서, 싱크롤(3)에 의하여 변형된 상태로 강판(1)이 에어나이프(6)를 통과하게 되면 에어나이프(6) 위치에서 강판(1)이 완전평면 및 패스라인을 벗어나 전후좌우 대칭상태를 유지하지 못하기 때문에 원활한 에어나이핑이 이루어지지 않으며, 균일한 도금분포 및 도금두께를 원하는 바대로 확보할 수 없게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 연속용융도금설비의 싱크롤에 의하여 발생한 강판의 폭방향 변형인 C-반곡억제 뿐만 아니라 길이방향의 변형인 L-반곡에 의하여 나타나는 패스라인의 변화를 억제하기 위하여 패스라인을 직접적으로 결정하는 상부에 위치한 변형방지롤의 위치를 강판에 수직방향으로 일정범위 변화시킬 수 있도록 하므로써 에어나이프의 도금량 절삭 성능을 향상시켜 도금량 편차감소 등 도금품질을 향상시킬 수 있도록 한 용융도금포트 상부에서 이송강판의 패스라인 및 반곡변형 조정장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 연속용융도금설비의 아연포트의 롤 구성도;

도 2는 이송강판의 롤 굽힘시 강판의 강성에 의한 변형을 보인 예시도 및 그래프;

도 3은 종래 강판의 굽힘변형거동 해석결과 그래프;

도 4는 포트 상부에서의 강판변형 도식 및 반곡측정 센서 구성도;

도 5는 폭반곡 변형을 교정하기 위한 교정롤 위치변경방식 및 패스라인 이탈을 교정하기 위한 변형방지롤 위치교정방식을 도시한 개념도;

도 6은 본 발명의 작용에 따라 강판의 C-반곡 및 L-반곡을 동시 교정하는 상태를 도시한 작용도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1....강판 3....싱크롤

4....교정롤 5....변형방지롤

6....에어나이프 7....갭센서

10a,10b....좌,우측 구동모터 12a,12b....좌,우측 스크류샤프트

14a,14b....좌,우측 가이드블럭 16a,16b....좌,우측 작동바

본 발명의 상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 용융아연도금된 강판이 지나가는 패스라인의 에어나이프 하방 좌우양측에 설치된 좌,우측 구동모터와; 상기 좌,우측 구동모터의 회전축에 고정된 좌,우측 스크류 샤프트와; 상기 좌,우측 스크류 샤프트를 따라 이동가능하게 치합된 좌,우측가이드블럭과; 상기 좌,우측 가이드블럭에 고정되어 좌우 이동가능하게 배설된 변형방지롤과 교정롤을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용융도금포트 상부에서 이송강판의 폭반곡 및 패스라인 동시교정을 위한 자동제어장치를 제공한다.

또한, 에어나이프의 상방에 설치된 갭센서를 통해 강판과 정상적인 패스라인과의 이탈량을 측정하는 제1과정과; 상기 이탈량에 따라 좌,우측 구동모터를 정역회전시키면서 교정롤 및 변형방지롤를 좌우로 유동시키는 제2과정과; 상기 제2과정을 수차례 반복하면서 반곡이 제로지점에 수렴되는 설정된 한계반복까지 교정한 후 그 지점에서 좌,우측 구동모터의 구동을 정지시키는 제3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용융도금포트 상부에서 이송강판의 폭반곡 및 패스라인 동시교정을 위한 자동제어방법을 제공한다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명 조정장치는 교정롤(4)과 변형방지롤(5)의 상하간격을 어느정도 유지시킨 상태에서 강판(1)이 패스되면서 상기 강판(1)의 진행방향 상하부를 서로 어긋나는 형태로 가압할 수 있도록 하되 설정된 유동거리 내에서 동작되도록 구성된다.

이를 위해, 에어나이프(6)의 상측에는 정상적인 패스라인(P)으로부터 강판(1)이 얼마나 벗어나 진행되는지 그 갭(G)을 측정할 수 있는 공지의 갭센서(7)가 부설된다.

특히, 상기 강판(1)은 싱크롤(3)을 지난후에 기존과 같이 수직방향으로 진행되는 것이 아니라 교정롤(4)과 변형방지롤(5)에 의해 경사진행되도록 유지함이 바람직하다.

그리고, 상기 교정롤(4)과 변형방지롤(5)은 서로 동일한 구동수단에 의해 좌우 유동되게 된다.

상기 구동수단은 좌,우측 구동모터(10a,10b)와, 상기 좌,우측 구동모터(10a,10b)의 회전축에 고정된 좌,우측 스크류샤프트(12a.12b)와, 상기 좌,우측 스크류샤프트(12a,12b)를 따라 이동가능하게 치합된 좌,우측 가이드블럭(14a,14b)과, 일단은 상기 좌,우측 가이드블럭(14a,14b)에 고정되고 타단에는 상기 변형방지롤(5)과 상기 교정롤(4)에 고정된 좌,우측 작동바(16a.16b)로 구성된다.

이들 구성요소들은 도시하지 않았으나 별도의 지지체에 의해 견고히 고정됨은 물론이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.

도 1과 도 6에 도시된 바와 같이, 강판의 C-반곡량 및 L-반곡량은 강판의 강도 등 기계적 물성, 두께, 폭, 그리고 굽힘변형을 받는 당시의 곡률반경등에 따라 달라지게 된다.

만약 에어 나이프(6) 위치에서 이와같은 반곡변형이 발생하면, 완전 평면상태 및 전후 좌우 대칭상태를 전제로 하여 도금층을 깍아내는 에어 나이프(6)가 제기능을 발휘하지 못하고 폭방향 또는 강판 전후의 도금 커팅 량 편차를 유발하게 된다.

따라서 이와같은 강판의 C-반곡변형 및 L-반곡변형을 해소시켜야 하는데 도 1에 나타낸 바와 같이 C-반곡은 교정롤(4)의 위치를 강판에 수직방향으로 변화시키므로써 억제하게 된다.

이때 교정롤(4)의 인터메쉬 변경에 따른 교정롤(4)의 위치변경에 의하여 강판이 굽힘을 겪으며 강판의 강성에 의하여 강판 길이방향으로 L-반곡이 불가피하게 수반되므로 강판의 패스라인(P)이 변경된다.

이러한 L-반곡은 강판의 두께가 두꺼울수록, 그리고 고강도재일수록 심화되고 L-반곡발생에 의한 패스라인을 교정하기 위하여 도 5에 나타낸 바와 같이 패스라인을 직접적으로 결정하는 변형 방지롤(5)의 위치를 강판에 수직방향으로 조정하는 장치를 사용하였다.

이때 강판의 C-반곡 및 L-반곡에 의한 패스라인 정도를 정량적으로 파악하기 위하여, 도 4에 나타낸 바와 같이 에어 나이프(6) 상단에 강판의 폭방향으로 3개의 갭 센서를 등간격으로 설치하여 이들 3개의 센서로부터 기하학적으로 설정된 정규 패스라인과 강판사이의 실제 거리를 각각 측정하도록 하였으며, 측정된 C-반곡은 상기 교정롤(4)의 인터메쉬 이송용 모터를 통하여 자동으로 제어하여 교정되도록 한다.

또한, 측정된 패스라인 이탈량은 변형 방지롤(5)의 인터메쉬를 이송용 모터를 통하여 자동으로 제어하여 교정되도록 한다.

도 5에는 포트 롤에 의한 강판의 C-반곡변형을 교정하기 위한 교정롤 위치변경방식 및 패스라인 이탈을 교정하기 위한 변형방지롤 위치변경방식을 나타낸다.

그런데, 이와 같이 강판을 패스라인을 일치하도록 변형방지롤(5)의 위치를 조정하게 되면 포트 롤 간 상호 위치가 변화되므로 이미 제어를 통하여 교정된 C-반곡에 영향을 미치게 된다.

따라서 이 상태에서 교정롤(4)에 대하여 제어가 다시 실행되어 C-반곡을 제거하도록 하면, 이번에는 L-반곡이 다시 발생하게 된다.

그러나 이와 같은 제어를 반곡하게 되면 C-반곡 및 L-반곡이 점차로 0(zero)로 수렴하게 되므로 미리 설정한 한계반곡 범위까지 교정 제어하게 되면 제어실행을 멈춘다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 자동제어시스템에 의한 교정기능의 실행을 통하여 용융도금설비의 포트내 교정롤과 변형방지롤을 유동시켜 조절함으로써 C-반곡 및 L-반곡 교정성능을 대폭 향상시켜 기존 포트 롤에서 고강도재 및 후판재에 대하여 심화되는 강판의 패스라인 이탈에 의하여 나타나는 강판의 전후면에 대한 도금량 편차를 감소시켜 도금 품질을 향상에 상당한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 용융아연도금된 강판(1)이 지나가는 패스라인(P)의 에어나이프(6) 하방 좌우양측에 설치된 좌,우측 구동모터(10a,10b)와;

   상기 좌,우측 구동모터(10a,10b)의 회전축에 고정된 좌,우측 스크류 샤프트(12a,12b)와;

   상기 좌,우측 스크류 샤프트(12a,12b)를 따라 이동가능하게 치합된 좌,우측가이드블럭(14a,14b)과;

   상기 좌,우측 가이드블럭(14a,14b)에 고정되어 좌우 이동가능하게 배설된 변형방지롤(5)과 교정롤(4)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용융도금포트 상부에서 이송강판의 폭반곡 및 패스라인 동시교정을 위한 자동제어장치.
2. 에어나이프(6)의 상방에 설치된 갭센서(7)를 통해 강판(1)과 정상적인 패스라인(P)과의 이탈량을 측정하는 제1과정과;

   상기 이탈량에 따라 좌,우측 구동모터(10a,10b)를 정역회전시키면서 교정롤(4) 및 변형방지롤(5)를 좌우로 유동시키는 제2과정과;

   상기 제2과정을 수차례 반복하면서 반곡이 제로지점에 수렴되는 설정된 한계반복까지 교정한 후 그 지점에서 좌,우측 구동모터(10a,10b)의 구동을 정지시키는 제3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용융도금포트 상부에서 이송강판의 폭반곡 및 패스라인 동시교정을 위한 자동제어방법.